Python中range函数对列表有什么作用？

Question

我无法弄清楚这里发生了什么。在range函数中添加引用，有点像在索引3处创建递归列表。

>>> x = range(3)
[0, 1, 2]
>>> x.append(x)
[0, 1, 2, [...]]
>>> x[3][3][3][3][0] = 5
[5, 1, 2, [...]]

然而，当我尝试这样做时：

 >>> x = range(3)
 [0, 1, 2]
 >>> x.append(range(3))
 [0, 1, 2, [0, 1, 2]]

我可以轻松推断第二种情况的原因，但不理解在 range 函数上附加引用对附加的列表有什么影响。

- Rahul

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为什么这个标签同时标记了Python 2和3？range在2和3中的行为不同。 - interjay

在Python中，列表是按引用传递的。这意味着在第一种情况下，你正在附加指向x的指针，而不是x的值。因为x现在包含对x的指针，所以在该点递归调用它本身。 - Jacob H

@JacobH：说“列表是通过引用传递的”似乎暗示列表的行为可能与其他对象不同。实际上，所有对象都是以相同的方式传递的（尽管人们对描述这一点的正确短语有争议）。 - DSM

@interjay 我不小心做了那件事 :( - Rahul

Answer 1

在Python2中，range是list。 list和大多数Python中的东西都是带有身份的对象。

li = [0,1]
li[1] = li    # [0, [...]]
              # ^----v
id(li)        # 2146307756
id(li[1])     # 2146307756

由于您将列表放在自身中，因此您正在创建一个递归数据结构。

- Karoly Horvath

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请注意，这是针对Python 2的特定情况。在Python 3中，范围完全不同，会返回一个惰性求值的'range'对象，而不是列表。 - MattDMo

@Karoly 谢谢你的回答，但我不明白为什么赋值 5 是有效的。根据我的理解，如果我使用 a[1][0] = 5，那么它意味着将 5 分配给索引为 1 的列表中索引为 0 的位置。 - Rahul

如果你的意思是：li[1] 是 li，那么只需要将 li[0] 赋值为 5 就行了。 - Karoly Horvath

Answer 2

首先，这很奇怪，你可能不应该在实践中使用它。问题并不特定于range函数，而与引用有关。当你调用x.append(x)时，你实际上是说x[-1]是x。因此，当你修改x[0]时，你也会修改x[-1][0]、x[-1][-1][0]等。

为了证明这不是特定于range的，你可以使用copy.copy：

from copy import copy

x = range(1)
x.append(x)  # here x[1] is reference to x itself (same object)
print(x[0], x[1][0], x[1][1][0])
x[0] = 1
print(x[0], x[1][0], x[1][1][0])  # all values change

# 

x = range(1)
x.append(copy(x))  # x[1] is a copy of x at previous state (new object)
print(x[0], x[1][0])  # cannot call x[1][1][0] -> x[1][1] is an int
x[0] = 1
print(x[0], x[1][0])  # only the first value changes

输出：

(0, 0, 0)
(1, 1, 1)
(0, 0)
(1, 0)

- hilberts_drinking_problem